Arginina prolonga um estado quântico acima da temperatura ambiente
Camadas do aminoácido inseridas em dissulfureto de tântalo mantiveram uma onda de densidade de carga até cerca de 57 °C.
Uma equipa internacional liderada pela UCLA mostrou que a inserção de arginina entre folhas ultrafinas de dissulfureto de tântalo pode manter uma onda de densidade de carga comensurável até cerca de 57 °C. No material sem o aminoácido, este estado eletrónico ordenado surge apenas a temperaturas muito baixas, próximas de −93 °C.
Uma molécula biológica dentro de um cristal inorgânico
O material é uma pilha repetida: uma camada de dissulfureto de tântalo e duas camadas de arginina. Numa onda de densidade de carga, eletrões e deformações da rede cristalina organizam-se num padrão coletivo. O calor costuma desfazer essa ordem; elevar a temperatura de estabilidade alarga as condições em que o fenómeno pode ser medido e explorado.
A arginina surgiu num rastreio anterior de mais de 50 moléculas orgânicas capazes de se combinar com materiais avançados. No trabalho agora publicado na Nature Chemistry, os investigadores compararam o híbrido com o composto original e recorreram a medições de vibração, transporte elétrico, transições térmicas e estrutura atómica, apoiadas por simulações.
O que distingue a arginina
Dois outros aminoácidos testados não mantiveram o mesmo estado à temperatura ambiente. A equipa atribui a diferença ao encaixe da arginina na matriz do dissulfureto de tântalo, incluindo dimensões e distribuição eletrónica. O conjunto de medições e cálculos apoia esse mecanismo, embora não constitua ainda uma regra geral para escolher qualquer molécula e obter qualquer propriedade.
Porque importa
O resultado aproxima química molecular e materiais quânticos: moléculas associadas à vida podem servir como peças de controlo para propriedades eletrónicas de cristais inorgânicos. Os autores apontam como possibilidade futura memórias energeticamente eficientes baseadas neste tipo de estado coletivo. O estudo não construiu uma memória, não mediu durabilidade de um dispositivo e não demonstrou produção industrial.
O que acompanhar
Os próximos testes terão de verificar estabilidade ao longo do tempo, repetibilidade entre amostras e controlo elétrico do estado. Também será necessário descobrir se o princípio de encaixe permite desenhar outras combinações de moléculas e cristais, em vez de depender de um resultado encontrado por triagem.